酸化銅(II)

酸化銅(II)
名前
	IUPAC名酸化銅(II)
	その他の名前酸化第二銅
識別子
CAS番号	1317-38-0 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像; インタラクティブ画像;
チェビ	チェビ:75955 ;
チェムBL	番号: ;
ケムスパイダー	144499 ;
ECHA 情報カード	100.013.882
EC番号	215-269-1;
パブケム CID	14829;
RTECS番号	GL7900000;
ユニ	V1XJQ704R4 ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID5034488;
	InChI InChI=1S/Cu.O/q+2;-2 キー: KKCXRELNMOYFLS-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/Cu.O/rCuO/c1-2 キー: QPLDLSVMHZLSFG-PHEGLCPBAN; InChI=1/Cu.O/q+2;-2 キー: KKCXRELNMOYFLS-UHFFFAOYAT;
	笑顔 [Cu]=O; [Cu+2].[O-2];
プロパティ
化学式	銅
モル質量	79.545グラム/モル
外観	黒から茶色の粉末
密度	6.315グラム/ cm3
融点	1,326 °C (2,419 °F; 1,599 K)
沸点	2,000 °C (3,630 °F; 2,270 K)
水への溶解度	不溶性の
溶解度	塩化アンモニウム、シアン化カリウムに溶ける、アルコール、炭酸アンモニウム; に溶けない
バンドギャップ	1.2 電子ボルト
磁化率（χ）	+238.9·10 −6 cm 3 /モル
屈折率( n D )	2.63
構造
結晶構造	単斜晶系、mS8
空間群	C2/c、#15
格子定数	a = 4.6837、b = 3.4226、c = 5.1288 α = 90°、β = 99.54°、γ = 90°
熱化学
標準モル; エントロピー ( S ⦵ 298 )	43 J·モル−1 ·K −1
; 標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 )	−156 kJ·モル−1
危険
	GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	警告
危険有害性情報	H410
注意事項	P273、P391、P501
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	2 0 1
引火点	不燃性
	NIOSH（米国健康暴露限界）：
PEL (許可)	TWA 1 mg/m 3（銅として）
REL (推奨)	TWA 1 mg/m 3（銅として）
IDLH（差し迫った危険）	TWA 100 mg/m 3（銅として）
安全データシート（SDS）	フィッシャーサイエンティフィック
関連化合物
その他の陰イオン	硫化銅(II)
その他の陽イオン	酸化ニッケル(II); 酸化亜鉛
関連化合物	銅(I)酸化物
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

酸化銅(II)または酸化第二銅は、化学式CuOの無機化合物です。黒色の固体で、銅の2つの安定した酸化物のうちの1つであり、もう1つはCu ₂ Oまたは酸化銅(I)（酸化第一銅）です。鉱物としては、テノライト、または黒銅として知られています。銅鉱山の産物であり、他の多くの銅含有製品や化合物の前駆体です。^[3]

生産

これは、銅を鉱石から抽出する一段階として、乾式冶金法によって大規模に生産される。鉱石は、炭酸アンモニウム、アンモニア、酸素の水性混合物で処理され、最終的に[Cu(NH ₃ ) ₄ ]CO ₃などの銅(II)アンミン錯炭酸塩が得られる。残留物から抽出し、鉄、鉛などの不純物を分離した後、炭酸塩を蒸気で分解してCuOを生成する。^[3]

銅を空気中で約300～800℃で加熱することで形成されます。

2 Cu + O ₂ → 2 CuO

実験室での使用では、酸化銅(II)は硝酸銅(II)または塩基性炭酸銅(II)の熱分解によって簡便に調製される。^[4]

2 Cu(NO ₃ ) ₂ → 2 CuO + 4 NO ₂ + O ₂ (180°C)

Cu ₂ (OH) ₂ CO ₃ → 2 CuO + CO ₂ + H ₂ O

水酸化銅の脱水も実証されています。

Cu(OH) ₂ → CuO + H ₂ O

反応

酸化銅(II)は塩酸、硫酸、硝酸などの鉱酸と反応して、対応する水和銅(II)塩を与える: ^[4]

CuO + 2HNO ₃ → Cu(NO ₃ ) ₂ + H ₂ O

CuO + 2 HCl → CuCl ₂ + H ₂ O

CuO + H ₂ SO ₄ → CuSO ₄ + H ₂ O

水の存在下では濃アルカリと反応して対応する銅酸塩を形成します。

2 NaOH + CuO + H ₂ O → Na ₂ [Cu(OH) ₄ ]

水素、一酸化炭素、炭素を使って銅金属に還元することもできます。

CuO + H ₂ → Cu + H ₂ O

CuO + CO → Cu + CO ₂

2CuO + C → 2Cu + CO ₂

テルミットの酸化鉄の代わりに酸化銅を使用すると、結果として生じる混合物は焼夷剤ではなく低爆発性になります。

構造と物理的性質

酸化銅(II)は単斜晶系に属します。銅原子は4つの酸素原子によってほぼ正方形の平面配置で配位されています。^[1]

バルクCuOの仕事関数は5.3 eVである。^[5]

用途

銅鉱山の重要な産物である酸化銅(II)は、他の多くの銅塩の生産の出発点です。例えば、多くの木材防腐剤は酸化銅から生産されています。^[3]

酸化銅は陶磁器の顔料として使用され、青、赤、緑、時には灰色、ピンク、黒の釉薬を作るのに使われます。^[3]

銅は動物飼料の栄養補助食品として誤って使用されています。^[6]生物活性が低いため、銅はごくわずかしか吸収されません。^[7]

銅合金の溶接に用いられる。^[8]

銅酸化物電極は、エジソン・ラランド電池として知られる初期の電池タイプの一部を形成しました。銅酸化物は、リチウム電池タイプ（IEC 60086コード「G」）にも使用されました。

花火

塩素供与体や塩素酸塩、過塩素酸塩などの酸化剤を加えた青い炎の組成物で、適度な青色着色剤として使用されます。酸素を供給するため、マグネシウム、アルミニウム、マグナリウム粉末などの金属燃料とともにフラッシュ粉末酸化剤として使用できます。ストロボ効果やテルミット組成物で、パチパチと音を立てる星の効果として使用されることもあります。

類似化合物

天然の銅（I,II）酸化物の一例としては、鉱物パラメラコナイト（Cu ⁺₂ Cu ²⁺₂ O _3）がある。^[9]^[10]

参照

参考文献

^ ab CuOの常温構造に対する静水圧の影響、Forsyth JB、Hull S.、J. Phys.: Condens. Matter 3 (1991) 5257–5261、doi :10.1088/0953-8984/3/28/001。結晶点群: 2/m またはC _2h。空間群: C2/c。格子定数: a = 4.6837(5)、b = 3.4226(5)、c = 5.1288(6)、α = 90°、β = 99.54(1)°、γ = 90°。
^ abc NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0150」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。
^ abcd Richardson, H. Wayne (2002). 「銅化合物」. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a07_567. ISBN 978-3527306732。
^ ab O. Glemser および H. Sauer (1963)。「銅、銀、金」。G. Brauer (編)。分取無機化学ハンドブック、第 2 版。第 1 巻。NY、NY: Academic Press。
^ FP Koffyberg および FA Benko (1982)。「p 型 CuO の伝導帯および 価電子帯端の位置の光電気化学的測定」。J . Appl. Phys . 53 (2): 1173。Bibcode : 1982JAP....53.1173K。doi :10.1063/1.330567。
^ 「銅化合物の用途：その他の銅化合物」銅開発協会。2007年。2013年8月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年1月27日閲覧。
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^ 「酸化銅データシート」 Hummel Croton Inc. 2006-04-21。2011-07-07 にオリジナルからアーカイブ。2007-02-01に取得。
^ 「パラメラコナイト」.
^ 「鉱物リスト」 2011年3月21日。

外部リンク

国家汚染物質目録 - 銅および化合物ファクトシート
銅酸化物プロジェクトページ 2011-07-25 にWayback Machineでアーカイブ
CDC - NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド

[Hull-1] CuOの常温構造に対する静水圧の影響、Forsyth JB、Hull S.、J. Phys.: Condens. Matter 3 (1991) 5257–5261、doi :10.1088/0953-8984/3/28/001。結晶点群: 2/m またはC _2h。空間群: C2/c。格子定数: a = 4.6837(5)、b = 3.4226(5)、c = 5.1288(6)、α = 90°、β = 99.54(1)°、γ = 90°。

[PGCH-2] NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0150」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。

[Ullmann-3] Richardson, H. Wayne (2002). 「銅化合物」. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a07_567. ISBN 978-3527306732。

[Brauer-4] O. Glemser および H. Sauer (1963)。「銅、銀、金」。G. Brauer (編)。分取無機化学ハンドブック、第 2 版。第 1 巻。NY、NY: Academic Press。

[5] ^ FP Koffyberg および FA Benko (1982)。「p 型 CuO の伝導帯および 価電子帯端の位置の光電気化学的測定」。J . Appl. Phys . 53 (2): 1173。Bibcode : 1982JAP....53.1173K。doi :10.1063/1.330567。

[6] 「銅化合物の用途：その他の銅化合物」銅開発協会。2007年。2013年8月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年1月27日閲覧。

[Baker-7] Baker, David H. (1999). 「酸化第二銅は動物にも人間にも銅サプリメントとして使用すべきではない」。The Journal of Nutrition . 129 (12): 2278– 2279. doi :10.1093/jn/129.12.2278. PMID 10573563.

[8] 「酸化銅データシート」 Hummel Croton Inc. 2006-04-21。2011-07-07 にオリジナルからアーカイブ。2007-02-01に取得。

[Mindat-9] 「パラメラコナイト」.

[IMA-10] 「鉱物リスト」 2011年3月21日。